Устройство для испытания материалов на абразивный износ Советский патент 1987 года по МПК G01N3/56 

абразивные частицы, поступаюшле из емкости А, ускоряются в каналах 6 центробежными силами и попадают частично на образец, а частично пролетают мимо образца в сторону верхней кромки бункера 11. При этом пролетевшие мимо образца частицы теряют свою энергию, попацают на внутреннюю поверхность корпуса 1 и, скользя по ней, затем попадают в бункер 11. Из ,

1

Изобретение относится к испытаниям материалов на износ от воздействия потока абразивных частиц.

Целью изобретения является повы- шение экономичное ™ испытаний за счет снижения расхода абразивного материала, особенно в случаях применения дорогостоящих абрази,вных материалов.

На фиг. 1 изображено устройство , для испытания материалов на абразив- ньгй износ; на фиг. 2 и 3 - графики анализа скорости движения абразивных частиц на плоскость вращения ротора; на фиг. 4 и 5 - проекция траектории движения абразивных частиц на плоскость вращения ротора.

Устройство содержит разъемный полый корпус 1, выполненный например, из теплоизоляционного материала 2с глaдки i термостойким внутренним подслоем 3, емкость 4 для размещения абразива, ротор 5 с каналами 6, держатели 7 образцов, размещенные вокру ротора 5, двигатель 8 для привода ротора 5 во вращательное движение, питатель 9, выполненный на роторе 5, вентиляторные лопасти 10 для создани потока воздуха, перемещающегося от выходных отверстий вдоль внутренней поверхности корпуса 1, воронкообразный бункер 11, отверстия 12 и емкости 13 для сбора отработавшего абразиного материала, заслонки 14.

Устрой ство может содержать также нагреватели 15. Корпус 1 может быть выполнен составным и герметизирован с помощью соединения 16. Устройство размещено на опорах 17 с виброгасящи ми элементами 18. Внутренняя поверх

бункера 11 абразивные частицы, которые не сталкивались с образцом, поступают снова в питате ль 9 и из него - в каналы 6 ротора 5, чем обеспечивается уменьшение расхода абразивного материала. Частицы, столкнувшиеся с образном, попадают через отверстия 12 в емкости 13 для отработавшего абразивного материала. 1 3.ц. ф-лы, 5 ил.

9

5

ность корпуса 1 выполнена в виде тела 19 вращения.

Устройство работает следующим образом.

При снятой верхней части корпуса 1 производится установка образцов в держате-пи 7 под необходимым углом к потоку абразивных частиц. Затем верхняя часть корпуса соединяется с нижней при помощи герметичного соединения 16. Пропусканием электрического тока через нагреватели 15 внутри корпуса достигается заданная температура. Контроль температуры ведется хромель-алюминиевой термопарой, помещенной внутрь корпуса. После приведения ротора во вращение через емкость 4 в установку малыми порциями подается абразив, который, пройдя через воронкообразньй бункер 11, попадает в каналы 6 р отора 5. Выходящие из каналов 6 частицы имеют скорость, вектор которой можно разложить на составляющие тангенциальную V и вертикальную Уц (фиг. 2). Вследствии этого частицы абразива отбрасываются на образец и стенки камеры под углом Р к плоскости вращения ротора 5. Угол определяют как

f-lh Вертикальная составляющая скорости VB определяется следующим образом. Частица, вьшетающая из сопла, наклоненного под углом oi. к плоскости вращения ротора, движется под действием сил, показанных на фиг. 3.

V Ось X - PLcosoi,+I Isinoi m - ; (l)

ГКt

Ось У - N cosoi-F. sinoi mg;

y Z

(k cos«:,+sinoi) -A

(coscC-R sinot)

2

k cosot+sino6 cosoi-k sin oi

Yi Rg

Силой трения можно пренебречь, тогда окончательно

V . .

& у Г ПЯл -Тс ятла , , .

Проведенный таким образом расчет угла используется при установке образцов. Частицы, попавшие на образец отражаются от него, теряют скорость и поступают через отверстия 12 в емкость 13. Не соударившиеся с образцами частицы скользят по внутренней поверхности корпуса, поднимаются, теряя скорость, и попадают в дополнительный бункер. Движение частиц показано стрелками 19. Движению частиц по заданной траектории способствуют создаваемые вентиляторными лопастями .воздушные потоки. Потери абразива попавшего в емкость 13, восполняются в процессе испытаний. Рекомендуется заблаговременно прекратить подачу абразива через емкость 4. Это позволяет освободить установку от абразива в момент окончания исследований. При завершении работы следует отключить нагреватели 15 и привод 8 вращения, открыть установку посредством снятия ее верхней части и после охлаждения корпуса вытащить изношенные образцы. Износ материалов определяют по потере массы образцов до и.после испытаний.

Выбором формы канала 6, соответствующей траектории движения частиц

40 размещения абразивного материала, держатели образцов, размещенные на корпусе вокруг ротора, и емкость для сбора отработавшего абразивного материала, отличающееся тем.

под действием кориолисовой силы, обес- 5 что, с целью повышения экономичности

печивается минимальная сила трения при скольжении частиц вдоль стенок каналов 6, Так как ротор 5 вращается, в тот момент, когда абразивная частица попадает из точки А в точку А, точка БЙ перемещается в положение В

(фиг, 4), I

Дуга BoB:B B oHt, где t - время прохода частей путиА А,

АОА АоА V оа-ОА

Rtg.;

Д д TJ Tj).,-D B,B-toR

, 10

3415404

.л; AB B; };-B A R();

где (vi определяется из условия cosc

R-A,BO s R

Следовательно, при движении абразивная частица довольно сильно отклоняется влево и поэтому ее траектория выглядит так, как показано на фиг, 5, На основании приведенного расчета выбирают форму каналов 6,

Форма и расположение вентиляторных лопастей 10 выбираются из условия наименьшего их влияния на скорость вращения ротора, а также создания вышеописанных воздушных потоков, В качестве нагревателей 15 используются трубчатые селитовые нагреватели. Потребляемая ими мощность регулируется изменением напряжения электротока, подаваемого через трансформатор. Для герметизации соединения 16 применяется напр имер, термостойкая резина, В качестве виброгасящих злементов 18 используются материалы с высокой дисперсией воздушных объемов, хорошо поглощающие механические колебания, например поролон.

15

20

25

Фор мула изобретения

1, Устройство для испытания материалов на абразивный износ, содержащее полый корпус, внутренняя поверхность которого выполнена в виде поверхности вращения, коаксиально размещенный в корпусе ротор с каналами, выполненными от оси к его периферии, сообщенный с каналами питатель для

размещения абразивного материала, ержатели образцов, размещенные на корпусе вокруг ротора, и емкость для сбора отработавшего абразивного матеиала, отличающееся тем.

что, с целью повышения экономичности

испытания за счет снижении расхода абразивного материала, оно снабжено установленным в корпусе и сообщенным через выходное отверстие с питателем.

gQ воронкообразным бункером, верхняя , кромка которого расположена на расстоянии от выходных отверстий каналов ротора, превьшзающем расстояние между выходными отверстиями каналов ротора

eg и держателем образцов, образующая

внутренней поверхности корпуса плавно огибает бункер, а каналы изогнуты в направлении от плоскости вращения ротора к бункеру.

513415406

2. Устройство по п. 1, о т л и - но вентиляторными лопастями, разме- чающееся тем, что оно снабже- щенными на роторе.

Кл/г- 5

Увк

/

т

фиг2

.З

Изобретение относится к испытаниям материалов на износ от воздействия п отока абразивных частиц. Целью изобретения является повышение экономичности испытаний за счет снижения расхода абразивного материала. Внутренняя поверхность корпуса 1 выполнена в виде поверхности вращения. В корпусе 1 размещены ротор 5 с каналами 6, воронкообразный бункер 11, держатели 7 образцов. Каналы ротора 5 отогнуты в сторону верхней кромки бункера 11. При вращении ротора 5 16 18 (Л сл 4

cffScL

0.8

ОА.

1020

фие.5

Редактор Л.Повхан

Составитель Б.Шпинев Техред М.Ходанич

Заказ 4429/47 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М.Максимишинец